专利名称：基于角色扮演的实时三维电影/游戏的制作及播放的系统和方法
基于角色扮演的实时三维电影/游戏的制作及播放的系统和方法 駄舰本发明涉及3D(三维〉电影/游戏的电影/游戏的制作及播放系统和方法， 更具体地说，涉及一种基于角色扮演的实时3D电影/游戏的系统和方法，特别 是面向更为大众化的个人3D电影/游戏的制作/播放。
背景技术：
角色扮演是指使用者通过第一或第三人称视角，利用鼠标和键盘等输入设 备操作虚拟角色实现角色在3D电影/游戏中的表演。角色扮演作为操作虚拟角 色的方法被广泛的应用在3D计算机游戏领域中，尤其是FPS(第一人称射击) 与RPG(角色扮演)类游戏中。传统的3D电影指非实时的电影，它一般通过长时间的渲染，输出压縮的 静态图像序列文件，然后通过解压并播放静态图像序列来观看。传统的3D电 影的制作流程为分别制作独立的3D场景，模型，人物，动作；在线框图模 式下，以摄影机的视角，向场景中添加3D模型，人物与动画；经过长时间的 渲染，输出效果图或图序列；根据渲染出的效果图或图序列，回到线框掛模式 下，调整原场景，然后再次输出效果图或图序列，如此反复，直到得到满意的 效果图或图序列。关于传统的3D电影片段的制作可以参考Autodesk 3dsmax 和Maya等著名3D电影制作软件。传统的3D游戏的制作一般分为制作开发环境(游戏编辑器)和游戏运行环 境。游戏的制作开发环境同3D电影的制作环境相类似，其制作流程为分别 制作独立的3D场景，模型，人物，动作；在游戏编辑器中，以摄影机的视角， 向场景中添加3D模型，人物与动画；在游戏编辑器中，选择场景中的物体， 在属性窗口中，更改其属性；当完成对游戏的编辑后，切换到游戏运行环境， 观看效果，如此反复，直到得到满意的正确的游戏体验。关于传统的3D游戏的制作可以参考Unreal Engine等著名3D游戏开发软件。 现有3D电影/游戏的制作技术的主要缺点在于(1) 采用传统的自由摄影机模式来编辑，3D电影/游戏的制作者没有身临 其境的感觉；(2) 制作流程复杂，制作人员必须是经培训的专业技术人员，普通人无法 制作出良好的3D电影/游戏。发明内容针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决如何简化3D电影/游戏的制作流 程、使得没有加电影/游戏制作经验的人也能够制作出良好的3D电影/游戏这 一技术问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种通过虚拟角色扮演来实现实时3D 电影/游戏的制作及播放的系统，其中包括让使用者通过第一或第三人称视角操作虚拟角色，实现角色在3D电影/ 游戏中的表演的角色扮演系统；根据虚拟角色所处的虚拟物理环境，自动且实时生成所述虚拟角色的普通 行为的虚拟环境仿真系统；让使用者在操作虚拟角色的过程中可以插入事先制作好的角色动作序列 或智能行为模版的角色行为系统；让使用者通过录制，暂停，播放按钮以及时间拉杆等传统动画制作界面来 对当前扮演的虚拟角色的行为进行记录，编辑与回放的角色行为录制与播放系 统；让使用者可用当前扮演的虚拟角色作为3D定位符，创建并修改虚拟场景 的场景编辑系统；让使用者通过扮演导演并以第一人称操纵摄影机拍摄虚拟场景中之镜头 的摄影机系统；以及，可将一组镜头串联起来实现3D电影之实时播放的电影实时播放系统。本发明的所述系统中，还包括让使用者通过在不同的时间和/或地点操 纵并扮演不同的虚拟角色，从而实现3D电影/游戏中多人物故事情节制作的人 物管理系统；以及，让使用者可在多人联网的环境中共同完成同一部3D电影/ 游戏中全部虚拟角色的扮演与录制的网络同步系统。本发明的所述系统中，所述角色扮演系统、虚拟环境仿真系统、角色行为 系统、人物管理系统、摄影机系统可由ParaEngine分布式游戏引擎实现；所 述场景编辑系统、角色行为录制与播放系统、电影实时播放系统、网络同步系 统可由NPL神经元并行计算机语言实现。当然也可由其他方式实现。本发明还提供一种通过虚拟角色扮演来实现实时3D电影/游戏的方法，其 中包括以下步骤(1) 使用者通过第一或第三人称视角操作虚拟角色，实现角色在3D电影/ 游戏中的表演；(2) 使用者通过扮演导演并以第一人称操纵摄影机拍摄虚拟场景中的镜头；(3) 将一組镜头串联起来，实现3D电影/游戏的实时播放。 在本发明所述方法的步骤(l)中，由系统根据虚拟角色所处的虚拟物理环境，自动且实时生成所述虚拟角色的普通行为；所述使用者可插入事先制作好 的角色动作序列或智能行为模版；所述使用者可通过在不同的时间和/或地点 操纵并扮演不同的虚拟角色实现3D电影/游戏中多人物故事情节的制作；所述 使用者扮演的任何虚拟角色的行为可以被系统在虚拟场景中独立地进行实时 的记录，编辑与回放；所述使用者正在记录，编辑与回放的角色行为可以同虚 拟场景中其他虚拟角色的行为叠加并同步进行；所述使用者可以根据3D电影/ 游戏的需要更改或创建新的虚拟角色或修改虚拟场景，而且新的场景变化可以 影响已有虚拟角色的行为。在本发明所述的方法中，所述使用者通过鼠标来控制虚拟摄影机或虚拟角 色视角的方向，通过键盘方向键来控制虚拟角色在虚拟场景中的运动；在第三 人称虚拟角色控制模式下，所述虚拟摄影机锁定在人物后方。在本发明所述方法的步骤(l)中，系统根据虚拟角色所处的虚拟物理环境，自动且实时生成所述虚拟角色的以下一种或多种普通行为行走，跑步，游泳， 跳跃，飞行，对话，上下楼梯，越过障碍物，沿不可跨越的障碍物边缘滑动， 转身面向其他人物，驾驶交通工具，以及上述行为之间的自然连接。在本发明所述方法的步骤(l)中，使用者在控制虚拟角色的过程中，可以 通过从文字列表或示意图列表中选择相应的条目来指使虚拟角色表演相应的 事先制作好的角色动作序列或智能行为模版；所述角色动作序列来自动作捕捉 设备或其它其三方动作制作系统；所述智能行为模版由计算机程序或脚本语言 模块实现，所述智能行为模版提供包括智能对话，随机走动，跟随，巡逻，一 组串联起来的动作序列等。在本发明所述方法的步骤(l)中，使用者通过用鼠标点击视野中的虚拟角 色，并点击"賦身"按钮，来切换到所选虚拟角色并对其控制，即扮演；或者， 使用者通过鼠标或键盘切换到距离使用者正在扮演的虚拟角色最近的一个虚 拟角色并对其控制。在本发明所述方法的步骤(l)中，使用者通过录制，暂停，播放按钮以及 时间拉杆等传统动画制作界面来对当前扮演的虚拟角色的行为进行记录，编辑 与回放。在本发明所述方法的步骤(l)中，虚拟场景中通过虚拟角色扮演产生的所 有角色的动作序列共享同一个时间轴，且有相同的时间起点；使用者在扮演当 前某个虚拟角色时，虚拟场景中己经存在的其他虚拟角色会跟该当前虚拟角色 同步运动。在本发明所述方法的步骤(l)中，使用者使用当前扮演的虚拟角色作为3D 定位符，创建并修改虚拟场景，包括如下内容在当前扮演的虚拟角色的脚下位置创建某个事先制作好的3D人物或场景 模型的实例；将选中的物体平移到当前扮演的虚拟角色的脚下位置-， 旋转，放縮，位移，重置，删除选中3D人物或场景模型的实例； 在以当前扮演的虚拟角色的脚下位置为中心，以给定值为半径的范围内， 抬高，降低，妒平，平滑，锐化地表，从而可以创作出高低起伏的3D地表；在以当前扮演的虚拟角色的脚下位置为中心，以给定值为半径的范围内，添充地表贴图，从而在3D地表上创造出草地，道路，雪地等外观。在本发明所述的方法中，由单个使用者独自完成3D电影/游戏中全部虚拟 角色的扮演与录制，或者，由多个使用者在联网的环境中共同完成同一部3D 电影/游戏中全部虚拟角色的扮演与录制。在本发明所述的方法中，在多人联网的创作环境中，每一位使用者使用一 台计算机，每人同时只能操纵一个人物；虚拟场景与人物的行为通过网络连接 实现同步；所有使用者的操作环境通过网络连接共享同一个时间起点；使用者 之间通过即时文字与语音通讯系统来协同工作，并由其中一名使用者充当导演 控制电影的录制，暂停，播放，时间轴的调整以及摄影机的拍摄等，其他使用 者充当演员，控制各自的一名虚拟角色。由上述技术方案可知，与传统的3D电影/游戏的制作技术相比，本发明具 有以下优点(1) 将虚拟角色的扮演作为3D电影/游戏制作的主要手段，而不是采用传 统的自由摄影机模式来编辑，从而使3D电影/游戏的制作变得身临其境；(2) 通过虚拟环境的仿真自动生成大部分人物动画，使得3D电影的情节是由使用者操作虚拟角色在被仿真的虚拟环境中演出来的；(3) 通过分时叠加实现多人物故事情节的制作，从而将开发环境和运行环境结合在了同一个实时的被良好渲染和仿真的虚拟环境中，而不是分割成一个 半实时的编辑环境和一个非实时的效果预览环境；(4) 形成了新的更为简化的3D电影的制作流程，尤其为个人3D电影/游戏 的制作提供了平台，使得没有3D电影/游戏制作经验的人也能够制作出良好的 3D电影/游戏。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明一个优选实施例中的显示屏截图；图2是本发明一个优选实施例中的系统总体结构示意图；图3是本发明一个优选实施例中的角色行为系统原理结构示意图； 图4是本发明一个优选实施例中的角色行为录制与播放系统使用界面以 及电影实时播放系统使用界面；图5是本发明一个优选实施例中的场景编辑系统相关界面示意图。
具体实施方式
由前面的描述可知，本发明中的基于角色扮演的实时3D电影/游戏的系 统，包括以下部分l)角色扮演系统，2)虚拟环境仿真系统，3)角色行为系统， 4)人物管理系统，5)角色行为录制与播放系统，6)场景编辑系统，7)摄影机系 统，8)电影实时播放系统，9)网络同步系统。下面分别对各部分进行介绍。本发明中的角色扮演系统，让使用者通过第一或第三人称视角操作虚拟角 色，实现角色在3D电影/游戏中的表演。使用者通过鼠标来控制摄影机或虚拟 角色视角的方向，通过键盘方向键控制虚拟角色在虚拟场景中的运动。在第三 人称虚拟角色控制模式下，摄影机一般锁定在人物后方，以方便使用者观看人 物前方的景象，并操作人物运动。本发明中的虚拟环境仿真系统，让使用者操作的虚拟角色的普通行为由系 统根据虚拟角色所处的虚拟物理环境自动且实时生成。虚拟角色根据其所处 的虚拟物理环境能够自动且实时生成的普通行为包括行走，跑步，游泳，跳 跃，飞行，对话，上下楼梯，越过障碍物，沿不可跨越的障碍物边缘滑动，转 身面向其他人物，驾驶交通工具，以及上述行为之间的自然连接。本发明中的角色行为系统，让使用者在操作虚拟角色的过程中可以插入事 先制作好的角色动作序列或智能行为模版。使用者在控制虚拟角色的过程中， 可以通过从文字列表或示意图列表中选择相应的条目来指使虚拟角色表演相 应的事先制作好的角色动作序列或智能行为模版。其中角色动作序列来自动作 捕捉设备或其它其第三方动作制作系统。智能行为模版由计算机程序或脚本语 言模块实现，智能行为模版提供包括智能对话，随机走动，跟随，巡逻， 一组 串联起来的动作序列等。使用者可以利用本发明系统提到的脚本语言制作并添 加更为丰富的智能行为模版。所述智能行为模版主要用来指定对虚拟角色的各种感知事件的处理过程。本发明中的人物管理系统，让使用者通过在不同的时间和/或地点操纵并扮演不同的虚拟角色实现3D电影/游戏中多人物故事情节的制作。使用者通过 用鼠标点击视野中的虚拟角色，并点击"赋身"按钮，来切换到所选人物并对 其控制(即扮演)。使用者也可以通过鼠标或键盘切换到距离使用者正在扮演的 人物最近的一个人物并对其控制。当大量人物(上千人)活动在一个广大的虚拟 世界中时，所述人物管理系统应当能够高效的对每一个人物仿真。本发明中的角色行为录制与播放系统，让使用者通过录制，暂停，播放按 钮以及时间拉杆等传统动画制作界面来对当前扮演的虚拟角色的行为进行记 录，编辑与回放；使用者在扮演当前某个角色时，虚拟场景中已经存在的虚拟 角色也跟随其同步运动。场景中通过角色扮演产生的所有角色的动作序列共享 同一个时间轴，且有相同的时间起点。本发明中的场景编辑系统，让使用者可以使用当前扮演的虚拟角色作为 3D定位符，创建并修改虚拟场景，包括如下内容(1) 在当前扮演的虚拟角色的脚下位置创建某个事先制作好的3D人物或 场景模型的实例；(2) 将选中的物体平移到当前扮演的虚拟角色的脚下位置；(3) 旋转，放縮，位移，重置，删除选中3D人物或场景模型的实例；(4) 在以当前扮演的虚拟角色的脚下位置为中心，以给定值为半径的范围 内，抬高，降低，铲平，平滑，锐化地表，从而可以创作出高低起伏的3D地 表；(5) 在以当前扮演的虚拟角色的脚下位置为中心，以给定值为半径的范围 内，添充地表贴图，从而在3D地表上创造出草地，道路，雪地等外观；(6) 在当前扮演的虚拟角色的脚下位置创建海水；(7) 调整当前扮演的虚拟角色所处的虚拟世界的天空，太阳位置(从早到 晚)，云雾。本发明中的摄影机系统，让使用者通过扮演导演并以第一人称操纵摄影 机拍摄虚拟场景中的镜头。本发明中的电影实时播放系统，使得一组镜头串联起来实现3D电影/游戏 的实时播放。3D电影的观看者可以从任何自定义的角度观看电影，包括从观 看者指定角色的视角观看，拉近拉远，旋转摄影机等。本发明中的网络同步系统，让使用者也可以在多人联网的环境中共同完成 同一部3D电彩/游戏中全部虚拟角色的扮演与录制。在多人联网的创作环境中，每一位使用者使用一台计算机，每人同时只能操纵一个人物；虚拟场景与 人物的行为通过网络连接实现同步；所有使用者的操作环境通过网络连接共享 同一个时间起点；使用者之间通过即时文字与语音通讯系统来协同工作， 一般 由其中一名使用者充当导演控制电影的录制，暂停，播放，时间轴的调整以及 摄影机的拍摄等，其他使用者充当演员，扮演(控制)各自的一名虚拟角色。本发明的一个优选实施例中，将前述系统和方法实施于一个名为《儿童游 戏动漫创作平台》的项目中。图1为该《儿童游戏动漫创作平台》运行时的 显示屏截图。该《儿童游戏动漫创作平台》是由发明人开发的计算机软件，其 所需的计算机运行环境为Windows XP/2000/2003 Server, DirectX 9.0c， 1GHZ以上CPU， 512兆以上内存，64兆以上显存；其开发环境为C++, Visual Studio. Net 2003/2005。这里的《儿童游戏动漫创作平台》，是基于《ParaEngine分布式游戏引擎》 软件和《NPL神经元并行计算机语言》软件开发的一款3D电影/游戏制作软件。 在《儿童游戏动漫创作平台》平台中，儿童可以发挥自己的想象力，创建出美 丽的动态的3D虚拟世界，并在其上创作出3D电影/游戏。《ParaEngine分布式游戏引擎》软件是由发明人开发的3D游戏引擎；发 明人提交了关于所述的《ParaEngine分布式游戏引擎》软件的22项计算机软 件著作权登记。所述的《ParaEngine分布式游戏引擎》软件是互联网3D应用 程序的运行平台和开发平台；它兼容传统网络游戏开发平台；试图通过游戏技 术将交互式虚拟世界带入到Internet的开放平台上。所述的《NPL神经元并行计算机语言》软件是由发明人开发的一种用来描 述，传输，共享和同步虚拟现实中3D世界的内容和逻辑的语言技术；发明人提交了关于所述的《NPL神经元并行计算机语言》的3项计算机软件著作权登 记。图2为本发明一个优选实施例中的系统总体结构示意图。其中通过 《ParaEngine分布式游戏引擎》软件14实现了本发明中所述的虚拟环境仿真 系统15，角色扮演系统16，角色行为系统17，人物管理系统18，摄影机系统 19。通过《NPL神经元并行计算机语言》软件110实现了本发明中所述的网络 同步系统lll。通过《NPL神经元并行计算机语言》软件110提供的NPL计算 机语言接口实现了本发明中所述的场景编辑系统11，角色行为录制与播放系 统12，电影实时播放系统13。《NPL神经元并行计算机语言》软件110提供的 NPL计算机语言接口可以同《ParaEngine分布式游戏引擎》软件14中的所有 子系统(包括15， 16， 17， 18， 19)进行交互。因此系统11与15在运行时相 互交换数据，并相互触发程序响应事件；系统12分别与15， 16， 17在运行时 相互交换数据，并相互触发程序响应事件；系统13与19在运行时相互交换数 据，并相互触发程序响应事件。所述的角色扮演系统16中的操作可以按如下方式来实施。角色移动前进W键；后退S键；左转a键；右转d键；左平移q键；右平移e键；跳跃space键；切换摄像机c键；切换人物摄像机跟踪模式f键；在人物间切换o键；暂停P键；切换到距当前人物最近的人物身上或驾驶距当前人物最近的交 通工具Shift键；鼠标滚轮控制镜头与当前角色的距离；按住鼠标右键不放并移动鼠标可改变当前角色朝向。所述的虚拟环境仿真系统15可以采用系统14中提供的缺省设置来实现;系统15只须仿真虚拟角色活动范围内的地形，天空，海洋，以及地形上的静态物理环境，其仿真方法为基本的碰撞检测与反应，以及刚体物理学定律。所述的虚拟环境仿真系统15也可以采用已有的物理仿真引擎中间件实现，如 Havok， 0DE以及Agiea。所述的角色行为系统17可以采用系统14中提供的缺省设置来实现,其原 理如图3。其中事件21， 22， 23, 24， 25， 26分别为角色在虚拟环境中的触 发事件。触发事件的定义为事件21当人物被首次加载时调用；事件22当人物首次感知到周围环境时调用；事件23当人物最后一次感知到周围环境时调 用；事件24当人物被使用者点击时调用；事件25当人物感知到周围的其他人 物时被调用；事件26在人物事件22和事件23发生之间，按一定的帧数被不 停的调用。编辑这些事件的处理过程，可以指使虚拟角色表演相应的事先制作 好的角色动作序列或实现所述的智能行为模版中的功能。如图3所示，编辑 事件21可以产生所述的一组动作序列27;编辑事件21， 26可以制作所述的 智能行为模版(巡逻28);编辑事件24可以制作所述的智能行为模版(智能对 话29);编辑事件25可以制作所述的智能行为模版(跟随210);编辑事件26 可以制作所述的智能行为模版(随机走动211)。事件21， 22， 23， 24， 25， 26的处理过程可以由计算机程序或所述的《NPL 神经元并行计算机语言》软件110来实现。使用者可以利用所述的《NPL神经元并行计算机语言》软件iio制作并添加更为丰富的智能行为模版。所述的人物管理系统18可以采用系统14中提供的缺省设置来实现。所述 的人物管理系统18，让使用者通过在不同的时间和/或地点操纵并扮演不同的 虚拟角色实现犯电影/游戏中多人物故事情节的制作。使用者通过用鼠标点击 视野中的虚拟角色，并点击"赋身"按钮，来切换到所选人物并对其控制(即 扮演)。使用者也可以通过鼠标或键盘切换到距离使用者正在扮演的人物最近 的一个人物并对其控制。当大量人物(上千人)活动在一个广大的虚拟世界中 时，所述的人物管理系统18应当能够高效的对每一个人物仿真，其仿真方法 为只须仿真活动的虚拟角色的活动范围内的其他虚拟角色，此种算法的计算复 杂度为O(N)， N为某个时刻场景中活动的虚拟角色数目(而不是虚拟角色的总 数，因为某个时刻场景中大量人物是处于静止的或同当前的仿真无关的)。图4为所述的角色行为录制与播放系统12的使用界面示意图。系统12 让使用者通过录制33，暂停31，播放按钮32以及时间拉杆34等传统动画制 作界面来对当前扮演的虚拟角色的行为进行记录，编辑与回放；使用者在扮演 当前某个角色时，虚拟场景中已经存在的虚拟角色也跟随其同步运动。场景中 通过角色扮演产生的所有角色的动作序列共享同一个时间轴，且有相同的时间 起点。图5为本发明一个优选实施例中的场景编辑系统相关界面示意图(图中 左面横向为4幅图，右面纵向为l幅图)，让使用者可以使用当前扮演的虚拟 角色作为3D定位符，创建并修改虚拟场景，包括如下内容在当前扮演的虚 拟角色的脚下位置创建某个事先制作好的3D人物或场景模型的实例，如界面 按钮419;将选中的物体平移到当前扮演的虚拟角色的脚下位置，如界面按钮 45;旋转42，放大43，縮小44，位移41，重置46，删除选中3D人物或场景 模型的实例；在以当前扮演的虚拟角色的脚下位置为中心，以给定值为半径(如 半径控制面板415)的范围内，抬高412,降低410，铲平4U，平滑413，锐 化414地表，从而可以创作出高低起伏的3D地表；在以当前扮演的虚拟角色 的脚下位置为中心，以给定值为半径(如半径控制面板415)的范围内，添充地 表贴图416，从而在3D地表上创造出草地，道路，雪地等外观；在当前扮演 的虚拟角色的脚下位置创建海水47，调整海平面的高度49，改变海水的颜色 48;调整当前扮演的虚拟角色所处的虚拟世界的天空，太阳位置(从早到晚)， 云雾。所述的摄影机系统19，可以采用系统14中提供的缺省设置来实现。摄影 机系统19让使用者通过扮演导演并以第一人称操纵摄影机拍摄虚拟场景中的 镜头。系统19可用如下方法实施home键控制镜头推进；end键控制镜头拉 远；鼠标滚轮控制镜头移动速度；拖拽鼠标左右移动控制摄影机在原地左右旋 转；拖拽鼠标上下移动控制摄影机上下旋转；W， S， A， D键控制镜头平移；Q 键控制镜头下降，E键控制镜头上升。所述的电彰实时播放系统13，使得一组镜头串联起来实现3D电影/游戏 的实时播放。根据所述的摄影机系统19， 3D电影的观看者可以从任何自定义 的角度观看电影，包括从观看者指定角色的视角观看，拉近拉远，旋转摄影机 等。图4中界面38为电影实时播放系统的相关界面示意图，其中按钮35为 播放电影，按钮36为暂停电影，时间拉杆37为调整当前播放的电影片段的时 间轴。在电影片段中的所有虚拟角色都共享同一个时间起点，因此图4中， 时间轴37与吋间轴34有相同的时间起点。所述的网络同步系统111，可以采用所述的系统110中提供的缺省设置来实现。系统111让使用者可以在多人联网的环境中共同完成同一部3D电影/ 游戏中全部虚拟角色的扮演与录制。在多人联网的创作环境中，每一位使用者 使用一台计算机，每人同时只能操纵一个人物；虚拟场景与人物的行为通过网 络连接实现同步；所有使用者的操作环境通过网络连接共享同一个时间起点； 使用者之间通过即时文字与语音通讯系统来协同工作，一般由其中一名使用者 充当导演控制电影的录制，暂停，播放，时间轴的调整以及摄影机的拍摄等， 其他使用者充当演员，扮演(控制)各自的一名虚拟角色。所述的基于角色扮演的实时3D电影/游戏的系统，其一般制作流程为(1) 构思电影/游戏的情节与场景；(2) 利用所述的场景编辑系统11，在虚拟世界中创造出符合情节要求的 各个场景(如图1);(3) 利用所述的场景编辑系统11和所述的人物管理系统18先后创造出场 景中的人物；(4) 利用所述的角色扮演系统16和所述的角色行为系统17,使所有人物 各就各位，并为一些人物指定所需的智能行为模版(图5中417和418);(5) 利用所述的角色扮演系统17和所述的角色行为录制与播放系统12， 先后扮演每一位人物，录制出每一位人物的动作序列，如果是在多人联网的环 境中，还可以利用所述的网络同步系统lll，使多位使用者协同工作；(6) 利用所述的摄影机系统19以第一人称操纵摄影机拍摄虚拟场景中的 镜头；(7) 利用所述的电影实时播放系统13观看制作好的3D电影。 由上述具体实施方式
可以看出，本发明将虚拟角色的扮演作为3D电影/游戏制作的主要手段，而不是采用传统的自由摄影机模式来编辑，从而使3D 电影/游戏的制作变得身临其境(如图l和图4中的实时拍摄环境)；通过虚拟 环境的仿真自动生成大部分人物动画，使得3D电影的情节是由使用者操作虚 拟角色在被仿真的虚拟环境中演出来的；通过分时叠加实现多人物故事情节的 制作，从而将开发环境和运行环境结合在了同一个实时的被良好渲染和仿真的 虚拟环境中(如图4中的实时拍摄环境)，而不是分割成一个半实时的编辑环境和一个非实时的效果预览环境；形成了新的更为简化的3D电影的制作流程，尤其为个人3D电影/游戏的制作提供了平台，使得没有3D电影/游戏制作经验 的人也能够制作出良好的3D电影/游戏。
权利要求
1. 一种通过虚拟角色扮演来实现实时3D电影/游戏的制作及播放的系统，其特征在于，包括让使用者通过第一或第三人称视角操作虚拟角色，实现角色在3D电影/游戏中的表演的角色扮演系统；根据虚拟角色所处的虚拟物理环境，自动且实时生成所述虚拟角色的普通行为的虚拟环境仿真系统；让使用者在操作虚拟角色的过程中可以插入事先制作好的角色动作序列或智能行为模版的角色行为系统；让使用者通过录制，暂停，播放按钮以及时间拉杆等传统动画制作界面来对当前扮演的虚拟角色的行为进行记录，编辑与回放的角色行为录制与播放系统；让使用者可用当前扮演的虚拟角色作为3D定位符，创建并修改虚拟场景的场景编辑系统；让使用者通过扮演导演并以第一人称操纵摄影机拍摄虚拟场景中之镜头的摄影机系统；以及，可将一组镜头串联起来实现3D电影之实时播放的电影实时播放系统。
2、 根据权利要求l所述的系统，其特征在于，还包括 让使用者通过在不同的时间和/或地点操纵并扮演不降的虚拟角色，从而实现3D电影/游戏中多人物故事情节制作的人物管理系统；以及，让使用者可在多人联网的环境中共同完成同一部3D电影/游戏中全 部虚拟角色的扮演与录制的网络同步系统。
3、 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述角色扮演系统、虚拟环境仿真系统、角色行为系统、人物管理系统、 摄影机系统由ParaEngine分布式游戏引擎实现；所述场景编辑系统、角色行为录制与播放系统、电影实时播放系统、网络同步系统均由用来描述，传输，共享和同步虚拟现实中3D世界的内容和逻辑 的NPL神经元并行计算机语言实现。
4、 一种通过虚拟角色扮演来实现实时3D电影/游戏的方法，其特征在于， 包括以下步骤(1) 使用者通过第一或第三人称视角操作虚拟角色，实现角色在3D电影/ 游戏中的表演；(2) 使用者通过扮演导演并以第一人称操纵摄影机拍摄虚拟场景中的镜头；(3) 将一组镜头串联起来，实现3D电影/游戏的实时播放。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤(l)中， 由系统根据虚拟角色所处的虚拟物理环境，自动且实时生成所述虚拟角色的普通行为；所述使用者可插入事先制作好的角色动作序列或智能行为模版；所述使用者可通过在不同的时间和/或地点操纵并扮演不同的虚拟角色实 现3D电影/游戏中多人物故事情节的制作；所述使用者扮演的任何虚拟角色的行为可以被系统在虚拟场景中独立地 进行实时的记录，编辑与回放；所述使用者正在记录，编辑与回放的角色行为可以同虚拟场景中其他虚拟 角色的行为叠加并同步进行；所述使用者可以根据3D电影/游戏的需要更改或创建新的虚拟角色或修 改虚拟场景，而且新的场景变化可以影响己有虚拟角色的行为。
6、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中， 所述使用者通过鼠标来控制虚拟摄影机或虚拟角色视角的方向，通过键盘方向键来控制虚拟角色在虚拟场景中的运动；在第三人称虚拟角色控制模式下，所述虚拟摄影机通常锁定在人物后方。
7、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(l)中，系统根据虚拟角色所处的虚拟物理环境，自动且实时生成所述虚拟角色的以下一种或 多种普通行为行走，跑步，游泳，跳跃，飞行，对话，上下楼梯，越过障碍 物，沿不可跨越的障碍物边缘滑动，转身面向其他人物，驾驶交通工具，以及 上述行为之间的自然连接。
8、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(l)中，使用者 在控制虚拟角色的过程中，可以通过从文字列表或示意图列表中选择相应的条 目来指使虚拟角色表演相应的事先制作好的角色动作序列或智能行为模版；所述角色动作序列来自动作捕捉设备或其它其三方动作制作系统； 所述智能行为模版由计算机程序或脚本语言模块实现，所述智能行为模版 提供包括智能对话，随机走动，跟随，巡逻， 一组串联起来的动作序列等。
9、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(l)中， 使用者通过用鼠标点击视野中的虚拟角色，并点击"赋身"按钮，来切换到所选虚拟角色并对其控制，即扮演；或者，使用者通过鼠标或键盘切换到距离使用者正在扮演的虚拟角色最近 的一个虚拟角色并对其控制。
10、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(l)中，使用 者通过录制，暂停，播放按钮以及时间拉杆等传统动画制作界面来对当前扮演 的虚拟角色的行为进行记录，编辑与回放。
11、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(l)中， 虚拟场景中通过虚拟角色扮演产生的所有角色的动作序列共享同一个时间轴，且有相同的时间起点；使用者在扮演当前某个虚拟角色时，虚拟场景中已经存在的其他虚拟角色 会跟该当前虚拟角色同步运动。
12、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤(l)中，使用 者使用当前扮演的虚拟角色作为3D定位符，创建并修改虚拟场景，包括如下 内容在当前扮演的虚拟角色的脚下位置创建某个事先制作好的3D人物或场景 模型的实例；将选中的物体平移到当前扮演的虚拟角色的脚下位置；旋转，放縮，位移，重置，删除选中3D人物或场景模型的实例；在以当前扮演的虚拟角色的脚下位置为中心，以给定值为半径的范围内，抬高，降低，铲平，平滑，锐化地表，从而可以创作出高低起伏的3D地表； 在以当前扮演的虚拟角色的脚下位置为中心，以给定值为半径的范围内，添充地表贴图，从而在3D地表上创造出草地，道路，雪地等外观。
13、 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中，由单个使用者独自 完成3D电影/游戏中全部虚拟角色的扮演与录制，或者，由多个使用者在联网 的环境中共同宪成同一部3D电影/游戏中全部虚拟角色的扮演与录制。
14、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在多人联网的创作环境 中，每一位使用者使用一台计算机，每人同时操纵一个人物；虚拟场景与人物 的行为通过网络连接实现同步；所有使用者的操作环境通过网络连接共享同一 个时间起点；使用者之间通过即时文字与语音通讯系统来协同工作，并由其中 一名使用者充当导演控制电影的录制，暂停，播放，时间轴的调整以及摄影机 的拍摄等，其他使用者充当演员，控制各自的一名虚拟角色。
全文摘要
本发明涉及一种基于虚拟角色扮演来实现实时三维电影/游戏的制作及播放的系统和方法。本发明中，使用者通过第一或第三人称视角操作虚拟角色，实现角色在3D电影/游戏中的表演，再通过扮演导演并以第一人称操纵摄影机拍摄虚拟场景中的镜头；然后将一组镜头串联起来，即可实现3D电影/游戏的实时播放。实现上述功能的系统中包括角色扮演系统、虚拟环境仿真系统等。本发明将虚拟角色的扮演作为3D电影/游戏制作的主要手段，通过虚拟环境的仿真自动生成大部分人物动画，通过分时叠加实现多人物故事情节的制作，形成了新的更为简化的3D电影的制作流程，尤其为个人3D电影/游戏的制作提供了平台。
文档编号H04N5/262GK101247481SQ20071007338
公开日2008年8月20日 申请日期2007年2月16日 优先权日2007年2月16日
发明者李西峙 申请人:李西峙